钢板力学性能对FLD0影响的试验研究

对上海宝钢公司生产的15种冷轧冲压用钢进行了力学和FLD试验，探讨了σs／σb、δ、n值、r值对成形极限平面应变特征点(FLD0)的影响。研究表明：FLD0随σs／σb上升而下降，随着δ、n值、r值的上升而提高。在板材力学性能指标中，n值对FLD0的影响最为显著。     

1000MPa级DP钢的成形特性试验

对宝钢产1000MPa级冷轧双相钢和热镀锌双相钢的材料特性和成形特性进行试验,深入分析钢板的力学性能、扩孔性能和成形极限。研究表明,宝钢1000MPa级超高强钢板具有较好的力学性能,其延伸率和扩孔率与国外同类产品相近,成形极限试验测量得到的FLD0为18%,低于采用软钢经验公式计算值。摩擦试验表明,冷轧GI板表面摩擦系数明显低于热镀锌CR板,此外,涂油对CR板表面影响较小,但对GI板表面有较大的影响。     

DP590冷轧双相钢成形性能研究

DP590的微观组织主要由连续分布的铁素体和弥散分布的马氏体组成,晶粒尺寸约为11μm。这种双相显微组织赋予了DP590优良的力学性能,如低的屈服强度、高的抗拉强度、高的加工硬化和良好的延伸率。扩孔性能是评价钢板冲压成形性能的重要指标。DP590的扩孔性能与其金相组织及力学性能有着密切的关系:在成形过程中其含有的马氏体相使得n值迅速增加,n值越大在变形过程中应力分布越均匀,成形程度越高,扩孔性能越好;但马氏体相的存在又会降低DP590的延伸率,使得扩孔性能相对较差。建立成形极限图,DP590冷轧双相钢的FLD0(平面应变特征点)为30%左右,成形性能良好。     

激光拼焊板成形极限的预测方法研究

激光拼焊板成形极限图(FLD)目前主要由试验法获得,但试验法由于其局限性,在实际应用中受到很大的限制。该文介绍了一种预测板料发生颈缩的新准则——厚度梯度准则,该准则基于当板料发生颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布上存在着临界值C;在板料成形过程中,当其厚度梯度值小于临界厚度梯度值C时,板料发生颈缩。采用eat/Dynaform软件仿真了高强度钢B170P1激光拼焊板的凸模胀形试验,基于厚度梯度准则有限元计算获得了其成形极限图。获得的激光拼焊板FLD与通过凸模胀形试验法得到的结果进行了对比分析。与试验得到的数据吻合较好,从而证实了该方法的正确性和有效性。     

汽车用IF钢DC04成形极限及拉延成形分析

研究了汽车用冷轧IF钢DC04的组织和性能,并通过材料成形极限图对材料在冲压成形中出现的失效进行了分析。利用DC04钢成形极限图对深冲拉延过程中的起皱、隐裂、开裂等问题进行了分析。     

基于多元线性回归的6016汽车铝板FLD_0预测模型

成形极限图中FLD0(平面应变处的主应变)的准确性关系到汽车零件CAE仿真分析和安全裕度判定的精度。文章针对15种不同性能的6016汽车铝板,采用相关性分析方法研究了材料厚度、屈强比、延伸率、n值和r值等对6016汽车铝板FLD0的影响规律,并基于多元线性回归方法建立了6016汽车铝板FLD0的预测模型。     

基于人工神经网络的拼焊板成形极限图预测

成形极限图(FLD)是评价金属板材成形能力的重要工具。为快速的建立拼焊板(TWB)成形极限图,建立基于人工神经网络(ANN)拼焊板FLD的预测模型。采用试验设计和有限元法获得训练样本,L-M算法对样本数据进行训练,建立了FLD预测模型并与物理试验结果对比。基于预测模型,分析了摩擦系数对拼焊板最小极限应变的影响。结果表明,基于ANN预测的拼焊板FLD与试验结果吻合,主应变的相对误差最大为8.71%。摩擦系数f对最小极限应变影响较大,f从0增大到0.12时,最小极限应变先增大后减小,并在摩擦系数f=0.06附近出现极小值。     

板料真实成形极限的测定及其应用

采用带圆弧侧边板料的单向拉伸试验方法及工具显微镜厚度测量法测定了St14铝镇静钢板向应变（ε2）较大的真实成形极限。并折算成ε2为0．4时的真成形极限的FLD－0．4，分析了FLD－0．4与常规单向拉伸试验性能的关系。     

管材液压胀形的FLSD研究

借助于PAMSTAMP对管材液压胀形(THF)过程进行了数值模拟,预测了基于应力的成形极限图(FLSD).发现并讨论了FLSD与传统成形极限图FLD之间存在的差别,分析了应变硬化指数n和壁厚t值对FLSD的影响.结果表明随着n值的增加,成形极限值越来越高;当壁厚值较小时,成形极限值降低.     

行李箱内板零件冲压成形分析

在材料力学性能测试和成形极限分析的基础上,采用网格应变分析技术研究了行李箱内板零件冲压过程危险区域的金属流动规律,评价了两种钢板的成形效果。结果表明：行李箱内板危险部位的变形方式为胀形一深拉延变形,r值和n值较高的冷轧薄板具有较高的成形极限,相应地其冲压成形安全裕度也较大。     

基于应变和应力的1060铝合金板成形极限比较分析(英文)

通过线性和非线性应变路径的板料成形实验,研究1060铝合金的成形极限图(FLD)和成形应力极限图(FLSD)。利用Stoughton方法,基于板料成形实验中测得的应变数据,计算得到了FLSD。结果表明:对于1060铝合金板料,FLD与应变路径是相关的,而FLSD对应变路径却不敏感,所以FLSD可以很方便地作为多道次板料成形的极限准则。通过对比Hill’s48,Hill’s79和Hosford非二次式3种材料屈服准则,分析了它们从FLD到FLSD转换对应力计算的影响,Hosford非二次式屈服准则更适合1060铝合金的FLSD计算。通过与单向拉伸实验数据的比较,材料硬化准则中Voce硬化准则比Swift准则更适合该材料。在MATLAB上开发了由应变到应力的计算以及FLD和FLSD显示的程序,通过输入实验中测得的应变数据可以得出FLD和FLSD。     

基于成形特性的宝钢QP980试验研究及典型应用

深入解析了宝钢第3代高强钢QP980与第1代高强钢DP980和DP780的力学性能、成形极限和扩孔性能等冲压成形特性的差异.试验结果表明:QP980具有良好的塑性,伸长率约为20％,接近于DP780,比DP980高约5％;QP980钢成形极限较高,QP980-1.2 mm的FLD0约为27％,与等厚度的DP780相当,而QP980-2.0mm的FLD0约为34％,明显高于等规格的DP980;QP980钢具有良好的扩孔性能,保障了翻边和扩孔性能,且优于DP980.研究结果表明,宝钢QP980与DP980相同强度等级的基础上与DP780成形性能相当,良好的强塑积满足于外形相对复杂、强度要求高的车身骨架件和安全件,并在典型复杂超高强钢骨架件上成功试冲得到验证.     

超高强度钢的热冲压成形极限

超高强度钢板作为轻量化材料广泛应用于热冲压中,研究其高温下的力学性能显得尤为重要。首先对超高强钢B1500HS进行了胀形实验,研究了常温,700℃,800℃下的成形极限曲线(FLD);同时,运用有限元软件建立了FLD非线性和线性数值计算模型,对高温成形极限曲线进行了数值模拟预测。研究发现,常温下可以通过改变润滑条件拓展双拉区域数据点,而高温下双拉区域数据点较少,且缺少等拉数据点;数值模拟可以对热冲压FLD进行准确的预测,非线性计算模型比线性计算模型稳定,且更加接近实验曲线,数值模拟曲线范围更广,且仿真时通过改变摩擦系数可以获得高温下等拉数据点。     

汽车结构件内高压成形应力极限分析

由极限应力构成的应力成形极限图(FLSD)独立于应变路径,可作为复杂应变路径下成形极限的判据。通过标准成形极限实验获得3A21铝合金板材的成形极限图(FLD);由极限应力应变转换关系,将极限应变转换至主应力空间,建立对应的FLSD;采用LS-DYNA软件对方截面汽车结构件内高压成形过程进行了模拟,应用FLSD预测胀形过程中破裂的发生及极限成形压力。模拟结果与物理实验结果相吻合,证明FLSD可作为管材内高压成形等复杂应变路径下成形极限的判据。     

板料成形极限应变与极限应力的转换关系

因极限应变构成的FLD受应变路径的影响很大 ,在研究复杂应变路径的成形极限问题时带来极大不便。而以极限应力构成的成形极限应力图FLSD由于不依赖加载应变路径 ,已成为目前研究的热点。本文在分析板料极限应变与极限应力的基础上 ,得出了相互转换的公式 ,针对分散性失稳、凹槽失稳和平面应变漂移失稳等准则 ,进行了不同加载应变路径FLD转换FLSD。结果表明 ,对于同一失稳准则 ,在不同加载应变路径下FLSD几乎为同一条曲线 ,FLSD作为复杂加载路径板料成形极限判据更加方便。     

Q345A煤浆槽叶片的成形模拟研究

利用Dynaform有限元分析软件对大尺寸煤浆槽上下叶片进行了成形模拟。通过对成形极限图的分析,预测了成形缺陷,重点对成形后回弹量进行了研究。结果表明:通过FLD图能分析判断出成形的可行性,确定了叶片的回弹值。在模拟中修正补偿能大大减少叶片的回弹量,这能为后续的模具制造提供理论依据。     

5754-H111铝合金板材成形极限实验及数值模拟

为适应节能减排与轻量化需求,铝合金产品日益受到重视。通过实验与数值模拟方法研究了5754-H111铝合金板材在室温下的成形性能。通过刚模胀形实验,测试获得了成形极限图(FLD),其中平面应变条件下极限应变为0.174。并通过单拉、拉深及胀形实验,得到更实用的板材简易成形极限应力图(FLSD)。根据应变路径的变化,结合有限元模拟得到了FLD预测值,模拟结果与实验结果吻合较好,证明了该方法在预测板材成形极限上的准确性。     

基于数值模拟的铝合金成形极限图获取及其应用

本文以5083-O铝合金为例,提出了一种基于数值模拟的铝合金板材成形极限图(FLD)的获取方法。通过设计合理的加载方式,可以获取板材在不同变形路径下失效时对应的极限主应变。将本文获取的FLD应用于高速动车组司机室曲面覆盖件的冲压成形,预测了3组不同棱线半径下试验件的成形效果。在1600t油压机上进行试验验证,试验件成形后的失效方式及失效位置和预测结果相吻合。本文的研究可为板材成形极限的获取和成形效果预测提供理论依据。     

基于三维全场应变摄影测量的板料成形极限动态在线测定

针对目前材料成形极限无法实现在线动态测定的不足,本文将数字图像相关法和双目立体视觉技术相结合,提出一种基于三维全场应变摄影测量的动态在线测定材料成形极限的方法,并研制了快速在线动态测定板料成形极限的实验装置。通过平面金属试件的成形极限测定实验,验证了该方法用于动态在线快速建立材料成形极限图FLD的有效性。     

应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图

将Oyan韧性断裂准则引入数值模拟预测板料的成形极限图(FLD).讨论了各向异性系数对不同应变状态下准则中各项的影响,通过测定单向拉伸和平面应变拉伸的断裂应变确定了准则中的材料常数.模拟凸模胀形实验得到每一时间步应力、应变值,代入韧性断裂准则预测板料的成形极限.应用Oyan韧性断裂准则预测了铝合金A5182-O和SPCC的成形极限图.模拟结果表明,用韧性断裂准则和数值模拟相结合能成功预测板料的成形极限图.